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鄭仕群
鄭仕群

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Family first: Defining, constructing, and applying historical patent families

David E. Andersson, Matti La Mela, Fredrik Tell (Uppsala University)
Explorations in Economic History, Volume 94, 2024, 101627
https://doi.org/10.1016/j.eeh.2024.101627.


先講結論

  • 現代研究常用「專利家族大小」來衡量專利價值,也就是同一項發明在多少國家申請了專利,因為每多跨一國就要多付一份錢。歷史專利缺乏優先權紀錄,所以這個方法過去從未用在歷史研究上。
  • 作者給「歷史專利家族」下了一個定義:同一專利權人在合理時間窗內、擁有相同發明核心的跨國專利,就算同一家族。比對時依序檢查優先權、標題、圖式、請求項。
  • 作者以 1885–1914 年的瑞典專利為主角。先拿芬蘭的全部資料做驗證,有 83.5% 配對成功;再擴展到美國的抽樣,有 81.3% 能組成家族。
  • 有美國家族成員的瑞典專利,平均續費 8.5 年,全體瑞典專利只有 4.8 年。
  • 作者另提出新指標 PDI(Patent Diffusion Index,專利擴散指數),衡量各國在家族中「排第幾個被申請」和「晚了幾天」,用來觀察技術跨國擴散的順序與節奏。

一、問題意識:為什麼要替歷史專利找家人?

經濟史學者常拿專利當作創新的代理變數,但專利的價值分布極度偏斜:多數專利幾乎一文不值,極少數價值連城。只數件數太粗糙,研究者需要能分出輕重的價值指標。現代常用的指標放到歷史情境中,各有各的困難:

價值指標 現代用法 用在 1900 年前後的困難
被引用次數 被後續專利引用越多,越重要 當時的專利不互相引用,只能借用 1947 年後美國專利的「回溯引用」
續費年數 願意繳越久的年費,越有價值 必須有逐年繳費制度。瑞典、德國有;當時的美國是一次繳清,無從比較
專利家族 跨越越多國家,越有價值 必須知道優先權(第一次申請在哪國、哪天),而歷史文件大多沒記錄

作者的核心邏輯是成本訊號。到外國申請專利,要額外支付申請費、年費、專利代理人費和翻譯費。理性的申請人只會讓自己認為值得的發明「出國」。家族越大、出國越快,就越能反映專利權人對這項發明的預期價值。困難在於,要先找得出誰和誰是一家人。


二、背景知識:現代「專利家族」的四種定義

專利家族不是法律概念,而是資料庫在登錄申請案時,依某種規則「歸戶」出來的統計單位,所以不同資料庫的定義不一樣。作者沿用 Martínez(2010)的四分類,並加上一欄「歷史版詮釋」。我再補上對應的實際資料庫:

家族類型 判定規則 寬嚴 歷史版詮釋(作者) 現代實作(補充)
等同家族(Equivalent) 優先權組合完全相同 最嚴 後續專利是完全相同的發明 EPO 的 DOCDB 簡單家族
擴展家族(Extended) 與家族中任一成員共享一個優先權即可,可間接串連 最寬 後續專利共享部分元素,但未必共享同一核心 EPO 的 INPADOC 家族;OECD 三方家族(EPO+JPO+USPTO)以此為基礎
單一(首次申請)優先家族 每個首次申請自成一個家族的根 中 後續專利具有相同發明核心 常用於分析跨國申請流量
新穎技術內容家族 由專家依新技術內容歸群 依人判斷 找出共享某個獨特元素的後續專利 審查官或商業資料庫的人工編修分群

作者選的是「單一優先+技術內容」的混合版。原因很實際:等同家族要求優先權完全相同,歷史資料根本做不到;擴展家族又太寬,會把改良版、衍生版都拉進來。


三、歷史背景:優先權在制度上存在、資料裡卻缺席的半世紀

年份 事件 對研究的意義
1883 巴黎公約簽署 誕生了優先權與國民待遇原則
1884 公約生效 英國是 1884 年 7 月 7 日生效的原始會員國之一(作者文中寫英國 1894 年加入,與官方紀錄不符,應是筆誤)
1885 瑞典加入 瑞典專利上的優先權記載要到 1914 年才出現
1887 美國加入 美國自 1887 年 5 月 30 日起適用;美國專利文件只在 1890 年代末零星提及外國專利
1897–1900 優先期修訂 原始公約給專利的優先期只有 6 個月(海外國家多 1 個月),德國表明期限不延長到 12 個月就不入會
1901 — 英國專利資料開始出現優先權資訊(作者)
1903 德國入會 德國自 1903 年 5 月 1 日起加入,連同 1900 年 12 月 14 日的布魯塞爾附加議定書
1921 / 1929 芬蘭入會/芬蘭專利開始記載優先權日 兩者相差 8 年

這張表裡有三層落差,正是本文要解決的問題:

  1. 有制度,不等於有紀錄。 瑞典 1885 年入會,專利文件卻要到 1914 年才記載優先權。
  2. 有紀錄,不等於有人用。 作者發現許多專利權人到國外申請時,根本沒有主張優先權。
  3. 規則會變。 優先期從 6 個月延長到 12 個月,主要歐洲市場(德國)在研究期間中途才入會,所以比對的時間窗不能一刀切。

四、方法拆解:三步驟認親術

4.1 三個步驟

以 A 國(本國,瑞典)的角度出發:

步驟 做什麼 難度
1. 收集 在 B 國(外國)資料庫中撈出所有居住地為 A 國的專利權人 單純的資料庫操作
2. 對人 在 A 國資料庫中找出同一個人或公司 需要做人名消歧
3. 對發明 比對同一人在 A、B 兩國的專利是否為同一發明 核心難題

4.2 人名消歧規則

符合以下任一條件,就判定為同一人:

  • 全名相同,加上 1–2 項共同屬性;
  • 姓氏與名字縮寫相同,加上 2 項共同屬性。

可用的屬性包括居住城市、職業、獨特的專利標題、技術分類和核准年份。屬性越稀有,需要的數量越少。例如住在罕見小鎮,一項就夠;名字菜市場又是常見職業,就要兩項。

4.3 判定流程(論文圖 1)

  1. 在設定的時間窗內,拿 B 國專利和同一人在 A 國的所有專利逐一比對。
  2. 有優先權資訊嗎? 有就直接配對。
  3. 有相同的「獨特標題」嗎? 有就配對,容許拼字差異。
  4. 標題只是「相似」時,比對圖式。相同就配對。
  5. 沒有圖式,就比對請求項。相同就配對。
  6. 圖式或請求項「相似但不同」時,再審一次:B 國專利是否明顯包含 A 國專利的發明核心?是的話仍算同一家族。

4.4 形式化(筆者整理)

把作者的定義寫成集合式,比較容易看出它的結構。對 A 國專利 pp :

F(p)={ q∈B  :  h(q)=h(p),    ∣tq−tp∣≤Winst,    core(p)⊆content(q) } \mathcal{F}(p) = \left\lbrace\, q \in \mathcal{B} \;:\; h(q) = h(p),\;\; |t_q - t_p| \le W_{\text{inst}},\;\; \text{core}(p) \subseteq \text{content}(q) \,\right\rbrace

其中 h(⋅)h(\cdot) 是專利權人或發明人, WinstW_{\text{inst}} 是依當時制度(優先期、審查時間)設定的時間窗,最後一項是「核心包含」條件。注意最後一項用的是 ⊆\subseteq 而不是 == ,這正是本定義的關鍵。

4.5 這個定義的三個特色

  • 混合定義。 精神上模仿「單一優先」,因為家族有一個源頭;操作上依賴「技術內容」,因為要靠人眼判斷核心是否相同。
  • 不對稱包含。 外國專利可以比本國專利更廣。作者發現有人把多件本國專利合併成一件外國專利,這在當時相當常見。
  • 圖式優先。 圖式不受語言影響,跨語言比對時最可靠,也是後續用電腦視覺自動化的切入點。

五、驗證:瑞典 × 芬蘭,同語言同制度的實驗室

芬蘭在 1809 年前屬瑞典數百年,之後雖然併入俄羅斯帝國,主要行政語言仍是瑞典文,專利制度也相似。這讓作者能把每一件專利都拿出來仔細檢查。

指標 數值
1885–1914 年芬蘭核准專利總數 5,751 件
其中瑞典籍專利權人 1,385 件(占全體 24.1%,占外國人 50.1%)
專利權人配對成功率 97.1%(僅 40 人無法確認)
專利配對成功 1,157 件,占 83.5%

兩個值得一看的案例:

  • 兩件合併成一件。 芬蘭專利 3,985(1909 年 11 月申請,1910 年 3 月核准)合併了瑞典專利 29,264 和 30,797 的圖式,請求項也幾乎逐字照搬。補充一個細節:瑞典 29,264 是 1904 年申請、1910 年才核准,審查拖了六年多,芬蘭那件卻四個月就過了。這說明用核准日判斷先後很危險,兩國的審查效率差距可能遠大於優先期本身。
  • 直接拿本國公報當說明書。 芬蘭專利 578 的說明書,就是瑞典專利 5,933 已印好的公報,連版面都一樣。

標題配對可不可靠? 作者每個抽樣年份抽 10 個家族檢查。結果早期(1885、1890)有不少「同標題、不同發明」的情況;到了 1900 年前後,標題配對就相當準確了。結論是:圖式和請求項應該是比對的主力,只有又長又獨特的標題才能單獨使用。


六、應用:瑞典 × 美國,跨越語言的考驗

6.1 配對結果

  • 1894–1914 年間,美國共有 1,163 件瑞典籍專利。作者依各五年期的分布隨機抽出 150 件。
  • 其中 81.3% 能組成家族。
  • 配對不上的,多是同一發明人在同一技術領域的改良版,缺少共同核心,依定義不算同一家族。
  • 美國專利文件在 1890 年代末零星記載先前的外國專利,1900 年後就消失了。

6.2 一份早期的「全球佈局清單」

美國專利 664,904 是瑞典人 A. H. Sköld 的麥克風,1901 年 1 月 1 日核准。文件中列出了它已取得的外國專利:

年份 國家(專利號)
1896 瑞典(8,998)
1897 德國(105,002)
1898 法國、比利時、匈牙利、英國、瑞士、挪威、西班牙、義大利、丹麥、芬蘭
1899 奧地利、葡萄牙

一個麥克風發明在三年內進入 14 個國家,而且大部分集中在 1898 這一年同時展開,這就是「技術擴散」最直觀的樣子。

6.3 用續費年數檢驗:家族專利真的比較值錢嗎?

瑞典的年費是累進制:

ca={25 SEK,2≤a≤5 50 SEK,6≤a≤10 75 SEK,11≤a≤15C(15)=∑a=215ca=4(25)+5(50)+5(75)=725 SEK c_a = \begin{cases} 25 \text{ SEK}, & 2 \le a \le 5 \ 50 \text{ SEK}, & 6 \le a \le 10 \ 75 \text{ SEK}, & 11 \le a \le 15 \end{cases} \qquad C(15) = \sum_{a=2}^{15} c_a = 4(25) + 5(50) + 5(75) = 725 \text{ SEK}

越往後越貴,只有真正賺錢的專利才撐得到第 15 年。當時的美國是一次繳清、保護期固定,所以續費年數無法區分美國專利的價值。

樣本 平均續費年數 撐滿 15 年的比例(筆者從論文圖 7 目測)
有美國家族成員的瑞典專利(n=150) 8.5 年 約 21%
全體瑞典專利 4.8 年 約 5%

作者也舉了反例:瑞典專利 10,068「可搬遷木屋裝置」繳滿 15 年,1900 年還被轉讓過,價值顯然不低,卻從未在國外申請。有些技術只在本地有獨占價值,很難輸出。

作者據此提出三點推論:

  1. 兩件都繳滿 15 年的專利,看續費紀錄一模一樣,但有沒有家族,透露出不同層次的價值。
  2. 研究美國歷史專利時,續費年數派不上用場,家族可能是區分價值的少數可行工具。
  3. 家族衡量的是另一種價值:技術擴散與潛在市場規模。

七、PDI:把跨國申請的順序變成指標

7.1 定義

以瑞典為基準(排名 0),第一個申請的外國排 1,依此類推。某國 cc 在樣本 pp 中的 PDI,就是它在各家族中排名的平均:

PDIc,p=1nc,p∑i=1nc,pxc,i \mathrm{PDI}{c,p} = \frac{1}{n{c,p}} \sum_{i=1}^{n_{c,p}} x_{c,i}

另外以天數補充時間維度:

Δt‾c,p=1nc,p∑i=1nc,p(tc,i−tSE,i) \overline{\Delta t}{c,p} = \frac{1}{n{c,p}} \sum_{i=1}^{n_{c,p}} \left( t_{c,i} - t_{\mathrm{SE},i} \right)

7.2 兩個實例

瑞典專利 申請順序(排名,申請日)
19,937,離心機,AB Separator 瑞典(0,1904-05-27)→ 法國(1,1905-05-18)→ 美國(2,1905-05-19)→ 英國(3,1905-05-24)
18,849,電話收發器,Elektromilitära AB 瑞典(0,1903-01-10)→ 丹麥(1,03-16)→ 英國(2,03-21)→ 法國(3,06-30)→ 美國(4,08-14)

第一例中,三個外國申請擠在 6 天內完成,而且都落在瑞典申請日之後將近一年。這很像有計畫地踩在 12 個月優先期的尾端,一次送出。

7.3 結果(50 個「完整」家族)

國家 PDI 平均落後天數 出現的家族數
英國 2.13 206 30
丹麥 2.22 261 18
法國 2.33 199 30
奧地利 2.56 199 16
美國 2.62 310 50
瑞士 3.13 248 8
德國 3.50 235 4
加拿大 4.08 313 13
西班牙 5.00 290 4

作者的解讀:英、法兩國的市場既廣又快,是瑞典專利權人的首選;美國居中,如果樣本不是以美國為篩選條件,美國的排名可能還會更後面;各國排名也隨年代變化,反映市場認知的轉變。

7.4 筆者補充的三個觀察

(1) 順序和時間是兩個不同的維度。 用表中 9 國計算 Spearman 等級相關:

ρs=1−6∑dk2m(m2−1)=1−6×52.59×80≈0.56 \rho_s = 1 - \frac{6\sum d_k^2}{m(m^2-1)} = 1 - \frac{6 \times 52.5}{9 \times 80} \approx 0.56

相關只有中度。丹麥排名很前面,天數卻偏長;德國排名靠後,天數卻中等。可見兩個欄位各自帶有資訊,作者同時報告兩者是對的。

(2) 落後天數和優先期的關係。 英、法、奧約 200 天,已經超過原始公約的 6 個月(約 183 天),但在 1900 年修訂後的 12 個月以內。美國和加拿大約 310 天,貼近 12 個月的上限。這符合一個假說:遠洋市場的成本較高,申請人傾向把優先期用到最後,先觀察本國市場反應再決定要不要投入。這只是推測,要用逐案資料才能驗證。

(3) 結構性偏誤與修正建議。 一國出現在小家族裡,排名機械性地就會比較前面;出現在大家族裡,自然排得較後。美國因為是抽樣條件,所以出現在每一個家族中。可以用「隨機順序下的期望排名」做校正:

PDIadjc,p=1nc,p∑i=1nc,p(xc,i−Ni+12) \mathrm{PDI}^{\text{adj}}{c,p} = \frac{1}{n{c,p}} \sum_{i=1}^{n_{c,p}} \left( x_{c,i} - \frac{N_i + 1}{2} \right)

其中 NiN_i 是家族 ii 的外國成員數。負值代表比隨機更早進場。也可以改用百分位 x~c,i=xc,i−1Ni−1\tilde{x}{c,i} = \frac{x{c,i}-1}{N_i-1} ,把排名壓到 0 到 1 之間。少數外國申請早於瑞典的家族(文中有一個法國案例),需要另外處理。


八、延伸比較:專利價值指標全景

指標 衡量的是什麼 歷史可得性 主要偏誤
續費年數(Schankerman & Pakes 1986) 專利權人自己估算的私人價值 需要累進年費制度 只看本國;美國 1980 年才開徵維持費
被引用次數(Jaffe et al. 1993) 技術影響力 須回溯建構(Nicholas 2011) 引用的時代慣例不同
技術參考文獻索引(Nuvolari & Tartari 2011) 當代專業圈的評價 英國早期 依賴編者主觀判斷
傳記辭典(Nuvolari et al. 2021) 發明人的歷史知名度 英國 名人偏誤
股價反應(Kogan et al. 2017) 市場對核准消息的評價 限於上市公司 排除個人發明人
文本新穎度(Kelly et al. 2021) 與過去不同、與未來相似 全文數位化之後 受用語習慣影響
專利轉讓(Lamoreaux & Sokoloff;Burhop 2010) 交易市場的認可 美、德、瑞典 交易成本因地而異
公司揭露(Akkoyun et al. 2022) 公司自己估算的價值 1919 年伊利諾州藍天法 有自報誘因
範疇年數指數(Van Pottelsberghe & Van Zeebroeck 2008) 家族大小 × 續費年數 現代 需同時具備兩種資料
歷史家族/PDI(本文) 跨國預期價值與進入順序 任何有圖式的國家資料 人工判斷;受資料庫詮釋資料缺漏影響

本文的獨特之處在於,它是少數天生跨國的歷史價值指標。其他指標幾乎都被困在單一國家的資料源裡。


九、補充專題:專利的真面目,授權費之外的五種用途

本文用「願意付錢跨國申請」來推論價值,這背後有個值得追問的前提:專利權人付錢,到底是為了買什麼?教科書的答案是用排他權收授權費或獨占利潤。定量證據顯示,這個答案只說對了一小部分。

本節刻意排除「廣告效益」,也就是對消費者宣稱「本產品獲得專利」。理性的消費者與散戶不會因為這種宣稱而改變決策,它也不是廠商長期繳費維持專利的主要理由。

9.0 先看成績單:教科書模式的達成率

觀察面向 數字 來源
美國專利未繳維持費而提前失效 約 53.7% 的專利權人放棄續費,樣本近 10 萬件 Moore(2005)
瑞典 1885–1914 年撐滿 15 年 約 5%(目測論文圖 7B) 本文
曾進入侵權訴訟 約 1.5%。訴訟中真正打到判決的只占個位數百分比,換算下來全體專利僅約 0.05–0.1% 走到判決 Lemley(2001);推算
歐洲「不使用、純卡位」的專利 在六個歐洲國家約 9,000 件專利樣本中占 12.6% 至 23% PatVal-EU
1851 年水晶宮博覽會展品取得專利的比例 英國展品僅 11%,美國 15% Moser

續費行為可以用一個簡化的續費模型理解。設 r0r_0 為初始年收益, δ\delta 為衰退率, cac_a 為第 aa 年的年費:

renew at age a  ⟺  r0(1−δ)a≥ca⇒T∗=min⁡ a:r0(1−δ)a<ca  \text{renew at age } a \iff r_0 (1-\delta)^{a} \ge c_a \qquad\Rightarrow\qquad T^{*} = \min{\, a : r_0(1-\delta)^{a} < c_a \,}

在年費累進的制度下,「撐滿全期」只屬於 r0r_0 分布的極右尾。Lemley 的總結是:實際被拿去訴訟或授權的專利非常少,大多數只是擺在架上,或用在融資之類不具爭議的用途。如果專利主要靠授權費存活,這張成績單會很難看。所以更可能的解釋是,它在做別的事。

9.1 企業的說法:申請專利的理由排行

Carnegie Mellon 調查(Cohen, Nelson & Walsh 2000)訪問了 1,478 個美國製造業研發單位。產品專利的申請理由中,防止抄襲 95.81%、阻擋對手 81.81%、防止被告 58.77%、談判籌碼 47.38%、提升聲譽 47.91%、授權收入只有 28.27%、內部績效衡量 5.75%。

申請理由(產品專利) 勾選比例
防止抄襲 95.8%
阻擋對手申請相關專利 81.8%
防止自己被告 58.8%
作為談判籌碼(交互授權) 47.4%
授權收入 28.3%

報告明白指出:除了內部績效衡量,賺授權收入是申請專利最不重要的理由。如果依申請件數加權,「防止被告」升到 74%,「談判」升到 58%,代表專利申請越多的公司越在意這兩件事。這兩項正是下面幾種用途的根源。

9.2 用途一:排擠競爭的武器(專利池、專利圍籬、收購)

經典案例:1856 年縫紉機聯盟。 參與者是 Elias Howe 本人,加上 Singer、Wheeler & Wilson、Grover & Baker 三家公司。

  • 聯盟成立前,Howe 獨自收取每台 25 美元的權利金。
  • 聯盟對每台機器收 15 美元,包括成員自己在內都要取得授權。1860 年 Howe 的專利延長時,一般授權費降到 7 美元,Howe 的特別權利金降到每台 1 美元;據估計 Howe 從中分得至少 200 萬美元。
  • 如果以每台 50–100 美元的售價估算,15 美元相當於 15%∼30%15\%\sim30\% 的抽成。

有意思的是,聯盟其實把授權費從 25 美元降到 15 美元,創新卻反而停滯。Lampe & Moser 用「每分鐘縫針數」這個客觀技術指標測量,發現聯盟成立後,成員和外部廠商的創新都立刻放緩,直到聯盟解散才恢復。這說明排擠效果不在費率高低,而在競爭的消失。他們後續研究新政時期 20 個產業,發現專利池每多納入一件專利,相關領域的專利申請就下降 14%,主因是專利池削弱了研發競爭。

專利圍籬與「入場券」策略。 Cohen 等人區分兩種用法:

  • 化工這類「離散型」產業,專利常被用來築圍籬。杜邦在 1940 年代為了保護尼龍,申請了兩百多種替代品的專利。
  • 電子這類「複雜型」產業,專利是談判桌的入場券。依申請件數加權,複雜型產業有 54.8% 的受訪者用專利換取交互授權,離散型產業只有 10.3%。

收購:買的是武器,不是人。

  • 2011 年,由 Microsoft、Apple、RIM、Ericsson、Sony 支持的 Rockstar 聯盟以 45 億美元標下北電(Nortel)的專利,擊敗 Google。Google 隨後以 125 億美元收購 Motorola Mobility,之後把手機業務賣給聯想,但留下了大部分專利。
  • 「殺手型收購」:製藥業中,被收購的藥物研發計畫若與收購方既有產品重疊,就較不可能繼續開發;保守估計 5.3% 至 7.4% 的收購屬於這一類,而且集中在反壟斷審查門檻的正下方。重疊計畫繼續開發的機率比非重疊計畫低 23.4%。
  • 人才流失:新創被收購後第一年,有 33% 的原員工離職,條件相近的一般新進員工只有 12%。但持有專利的收購方較少流失員工,離職者也較少在同一產業創業競爭。人可能留不住,專利這項武器卻會留在收購方手上。

順帶一提,專利蟑螂(NPE)把「授權」變成「以訴訟成本勒索」。Bessen & Meurer(2014)估計,2011 年美國被告因 NPE 爭議付出的直接成本約 290 億美元。

9.3 用途二:融資的信用憑證與抵押品

自然實驗:專利審查的「樂透」。 USPTO 在同一技術單位內近乎隨機地分派審查官,而審查官的寬嚴程度不同。所以兩家發明品質相近的新創,可能只因抽到不同審查官,一家拿到專利、一家沒有。以下是識別策略的簡化示意:

Leniencye(i)=1ne−1∑j∈e, j≠iGrantj \text{Leniency}{e(i)} = \frac{1}{n_e - 1}\sum{j \in e,\, j \ne i} \text{Grant}_j
Granti=π⋅Leniencye(i)+γunit×year+ui,Yi=β⋅Grant^i+γunit×year+εi \text{Grant}i = \pi \cdot \text{Leniency}{e(i)} + \gamma_{\text{unit}\times\text{year}} + u_i, \qquad Y_i = \beta \cdot \widehat{\text{Grant}}i + \gamma{\text{unit}\times\text{year}} + \varepsilon_i

Farre-Mensa, Hegde & Ljungqvist(2020, JF)用了 34,215 件新創首次申請案。結果:

  • 拿到第一件專利,使新創未來五年的員工成長多出 54.5 個百分點,營收成長多出 79.5 個百分點。
  • 三年內取得創投資金的機率提高 47%,以專利作抵押取得貸款的機率提高 76%,IPO 的機率提高 128%。
  • 第二件專利對創投融資則沒有顯著影響。這點很關鍵:如果專利的價值來自排他收益,第二件不該突然失效。比較合理的解釋是,第一件專利的主要功能是讓外部資金看得見這家公司。

專利作為債務抵押品。 Mann(2018, JFE)發現,到 2013 年,有 38% 的美國專利公司曾以專利作抵押,這些公司貢獻了 Compustat 樣本中 20% 的研發支出與專利產出;當法院判決強化債權人對專利的權利後,這些公司借了更多錢,研發也投入更多。

估值的訊號。 Hsu & Ziedonis(2013)研究 370 家創投支持的半導體新創,發現專利除了在產品市場提供法律保護,還作為品質訊號,改善了新創取得資金的管道和交易條件。

歷史版本:愛迪生先把專利拿去換錢,燈泡後來才發明。 1878 年成立的愛迪生電燈公司是一家由摩根與范德比爾特家族支持、以持有專利為主的公司,目的是資助白熾燈與電力照明的實驗。愛迪生把未來五年電力照明相關實驗的專利權轉讓給公司,換取資本額 30 萬美元中的 25 萬美元股份,另得 3 萬美元現金。換句話說,連「未來才會產生的專利」都能先拿去換資金。

9.4 用途三:制度門檻與信號篩選

這和徵才時要求語言檢定的道理相同:證書本身和工作未必直接相關,但它可以篩人。經濟學上這是 Spence 的訊號理論。只要高品質廠商取得專利的成本 cHc_H 低於低品質廠商的成本 cLc_L ,而通過篩選的好處 ΔB\Delta B 介於兩者之間,就會形成分離均衡:

cH  <  ΔB  <  cL c_H \;<\; \Delta B \;<\; c_L

中國高新技術企業認定是很具體的例子。

  • 評審採打分制,核心自主智慧財產權是首要指標,占 30 分,總分必須超過 70 分才算達標;沒有自主智慧財產權則一票否決。
  • 通過認定的企業,所得稅率降為 15%。
  • 在採購上,招標時常把高新技術企業列為優先對象,有些標案甚至把這項資格當作必要條件。

這套制度也示範了訊號如何失靈。地方政府補貼專利申請費,等於壓低了 cLc_L ,上面的分離條件就被破壞。Dang & Motohashi 的實證正是如此:申請費補貼助長了低品質專利的申請,導致核准率下降。

歐洲的採購證據。 Blind 等人(2020)以德國社區創新調查為資料,發現產品創新成功和參與標準制定,都是企業贏得公共採購的顯著正向因子。另一項針對維謝格拉德四國 2,606 家企業的研究也發現,專利與外部合作對企業能否成功取得政府採購合約有顯著影響。

9.5 用途四:跨國稅務搬家

  • 專利相關權利金在集團內部的移轉定價往往很不透明,因此成為跨國企業移轉利潤的主要管道;實證顯示,子公司所在地的稅率(相對於集團其他成員)越高,該子公司申請的專利就越少(Karkinsky & Riedel 2012)。
  • OECD 的研究發現,專利所得優惠稅率每調降 5 個百分點,專利申請量約增加 6%。
  • Griffith 等人模擬「專利盒」(對專利所得適用低稅率的制度)後發現,這類改革確實吸引了專利所得,但政府稅收是淨損失。

在這個用途中,專利是一種可以登記在任何地方的無形資產,作用是決定利潤在哪裡課稅。

9.6 用途五:留住人才(一個反直覺的結果)

直覺上,手握專利的發明人應該更容易被挖角。因果證據卻指向相反方向。Melero 等人(2020, Management Science)同樣利用審查官寬嚴的隨機性,發現多拿到一件專利,會使早期職涯發明人換工作的機率平均下降 23%;共同發明人越少、越不在公司核心部門、越偏基礎研究,下降越明顯,因為專利把發明人的技能轉成了只對專利持有者有用的人力資本。

不過頂尖人才仍是例外。Ganco、Ziedonis 與 Agarwal 的研究標題本身就是結論:在嚴格執行專利權的公司裡,留下的明星員工變多了,但最頂尖的那些還是會走。

9.7 總表

用途 機制 代表性數據 主要受益者
排擠武器 專利池、圍籬、交互授權、收購 專利池每多一件專利,相關申請 −14%;殺手型收購 5.3–7.4% 既有大廠
融資憑證 降低資訊不對稱、可作抵押 創投融資 +47%、專利抵押貸款 +76%;38% 公司曾以專利抵押 新創、研發密集企業
制度門檻 認證、採購、補貼的資格條件 智財 30 分;15% 稅率 熟悉申請規則的廠商
稅務搬家 無形資產可自由選擇登記地 優惠稅率 −5pp → 申請 +6% 跨國集團
人才鎖 技能變成專利持有者專屬 換工作機率 −23% 雇主
(教科書用途)授權收入 排他權變現 僅 28% 企業列為申請理由 少數強專利持有者

如果把一件專利的私人價值拆開來看:

Vpatent=Vlicense⏟face value+Vexclude+Vfinance+Vscreen+Vtax+Vretain V_{\text{patent}} = \underbrace{V_{\text{license}}}{\text{face value}} + V{\text{exclude}} + V_{\text{finance}} + V_{\text{screen}} + V_{\text{tax}} + V_{\text{retain}}

授權收入在多數專利的價值中只占小部分。

9.8 回到本文:這對解讀歷史專利家族有什麼影響?

  1. PDI 衡量的是策略重要性,不一定代表商業化程度。 申請人在某國申請專利,可能是為了賣產品,也可能只是想擋住當地的競爭者。Sköld 的麥克風在一年內同時進入十國,這比較像卡位,不太像逐國開拓市場。
  2. 家族大小反映的是「總選擇權價值」。 上述五種用途在 1900 年前後大多已經存在(縫紉機聯盟、愛迪生的融資結構),所以家族價值不能只用「預期授權收入」來解讀。
  3. 續費與家族的差異本身就有資訊。 本國繳滿 15 年卻沒有家族的專利(例如可搬遷木屋),價值偏向本地獨占;有家族但本國很早就放棄續費的,可能是外國市場或排擠導向的佈局。兩個指標交叉比對,可以替專利分類,而不只是排名。

十、點評:學術價值與檢驗

10.1 本文的學術價值

  • 方法上的貢獻。 它把現代專利計量最核心的工具之一「專利家族」,第一次系統性地搬進歷史研究,並清楚交代判定流程,可以重現。
  • 擺脫單一國家的資料限制。 多數歷史價值指標只能用一國的資料。家族本質上是跨國的,可以直接觸及技術擴散與市場進入的問題。
  • 為美國歷史專利補上一個價值維度。 美國歷史專利資料最豐富,但當時沒有逐年續費,家族是少數能區分其價值的工具。
  • 提供機器學習的標註資料。 人工建構的瑞典—芬蘭家族,可以直接作為圖式比對與跨語言文本比對模型的訓練與驗證資料。

10.2 這些主張站得住嗎?

作者主張 檢驗 判斷
首次建構歷史專利家族 Saíz & Amengual(2018)已人工追蹤過 Otto 引擎的跨國專利,但那是單一案例研究 成立,但應限定為「首次提出系統化方法」
方法適用於任何國家資料 德國在 Espacenet 缺少發明人詮釋資料,樣本只剩 4 個家族;沒有圖式的國家要靠雙語能力比對請求項 部分成立,效果受限於資料品質
圖式是最有效的比對方式 證據主要是質性觀察,加上每年 10 個家族的標題抽查;沒有報告評分者間一致性或精確率/召回率 方向合理,證據偏弱
有家族的專利價值較高 8.5 年對 4.8 年的差距很明顯,但沒有控制技術領域、公司或個人身分、年代;而且「到美國申請」本身就是昂貴的篩選,因果方向無法確定(作者也承認) 相關性成立,因果性未建立
PDI 是新的價值指標 目前只是描述統計,沒有和續費、轉讓、企業績效做外部效度檢驗;而且有家族大小造成的機械性偏誤(見 7.4) 目前較像「進入順序描述」,要稱為「價值指標」還需要驗證
可擴大規模、自動化 圖像檢索與多語言文本嵌入技術已經成熟,人工資料可作為標準答案 成立,也是本文最實際的長期價值

10.3 幾處事實與一致性問題

  • 美國專利期限。 文中寫當時所有美國專利的最長保護期是 15 年,但1861 至 1994 年間美國專利期限是自核准日起 17 年。這不影響「單一費率、無法用續費區分價值」的論點,但數字錯了。
  • 英國入會年份。 文中寫 1894 年,官方紀錄是 1884 年(見第三節)。
  • 研究期間前後不一。 引言寫 1890–1914,資料與摘要寫 1885–1914。
  • 定義上的張力。 標榜「單一優先」,卻接受「兩件申請日相隔五年的本國專利合併成一件外國專利」。按現代分類,這更接近擴展家族。因此本文的家族數不能直接和現代 DOCDB 的家族數比較。

10.4 總評

這是一篇紮實的方法論文。它最大的價值不在任何一個實證數字,而在於提供了一套可以重現、可以自動化的跨國連結程序,讓歷史專利研究有機會從「各國各算各的」走向「全球技術擴散網絡」。實證部分則比較像概念驗證:樣本小(50 個完整家族)、缺少對照、PDI 還沒經過外部驗證。後續研究如果能把家族、續費、轉讓三種資料交叉使用,並以第九節所說的多重用途來解讀,這個工具才會真正發揮作用。


資料註記

  • 論文圖 7 的「撐滿 15 年比例」是筆者從長條圖目測,不是作者報告的數字。
  • 7.4 節的 Spearman 相關、調整後 PDI 公式,以及 9.7 節的價值拆解式,都是筆者的分析,不是原論文內容。

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